Оптоэлектронное устройство дляВОзВЕдЕНия B СТЕпЕНь Советский патент 1981 года по МПК G06G9/00 

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В СТЕПЕНЬ

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, в частности, к аналоговым функциональным преобразователям. Известен преобразователь интенсивности излучения в электрический сигнал, содержащий источник излучени два фотоприемника, включенные в плечи мостовой схемы, дифференциальный усилитель, включенный в ее диагональ и регистрирующий узел. Из-за такого. включения фотоприемников в данном устройстве не достигается полная температурная стабилизация, но увеличивается линейная часть передаточной характеристики 1. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является оптоэлектронноё устройство, содеркацее два оптрона, включенные в смежные плечи моста, источник питания, соединенный с одной диагональю моста, источник сигнала соединенный с входами оптронов и вычитающий выходной усилитель, вх ды которого подключены к другой диагонгши моста, причем один оптрон выполнен в виде квадратичного а другой - в виде линейного -эл мента {2}. Недостатком известного устройства является то, что выходная характеристика изменяется только по квадратичному закону и в узком интервале, а само устройство имеет относительно сложную конструкцию на двух опт-., ронах. Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых степенных функций за счет увеличения степени нелинейности выходной характеристики и упрощение устройства. поставленная цель достигается тем,что в оптоэлектронном устройстве для возведения в степень,содержащем источник излучения,выводы которого являются входом устройства, первый и второй фотоприемники, каждый из которых последовательно соединен с соответствующим нагрузочным резистором, источник питания, выход которого соединен с другим выводом первого фотоприемника, и усилитель, ВХОД которого подключен к общему выводу первого фотоприемника и соответствующего нагрузочного резистора, выход усилителя .соединен с другим выводом второго фотоприем- ., ника, причем общий вывод второго Фотоприемника и соответствующего нагрузочного резистора является выходом устройства, На чертеже представлена принципи альная схема устройства. Устройство содержит источник 1 излучения, например еветрдиод,первый фотоприемник 2, например, фоторезистор, первый нагрузочный резистор 3, усилитель 4, второй фотопри емник 5, например фоторезистор,второй нагрузочный резистор б и источник питания 7. входным сигналом устройства явля ется ток в цепи или напряжение на источнике 1 излучения. Поток излуче ния, исходящий из источника 1 излу чения, попадает одновременно на чув ствительные слои обоих фотоприемников 2 и 5.. Выходной сигнал фотопр емника 2, снимаемый с резистора 3, поступает на вход усилителя 4, обла дающего высоким входным сопротИвлением. Усиленный по напряжению сигна фотоприемника 2 с выхода усилителя 4 служит для питания цепи, состояще из последовательно соединенных фото приемников 5 и его нагрузочного резистора 6.Принцип действия функционального преобразователя заключается к следу щем. Выходное напряжение фотоприемни.ка 2, снимаемое с резистора 3, опре деляют как пмт где - напряжение питания фотоприемника 2; RH-, - сопротивление резистора Рф - сопротивление фотоприемника 2. При соблюдении условия что выполняется соответствующим выбором величины сопротивления резис тора 3, выражение (1) может быть переписано в упрощенном виде -« «ф Тогда выходное напряжение усили теля 4 определяют следующим образо .ScfnuT-g-где К yf- коэффициент усиления по напряжению усилителя 4. Выходное напряжение О ус усили ля 4 является напряжением питания для последовательной цепи, состояще из фотоприемника 5 и резистора б. В этом случае, выходное напряжение устройства, снимаемое с сопротивле нагрузки 6, определяется как ..и...„ ,. , (,j .Фа где на - сопротивление резистора (Ра - сопротивление фотоприемника 5. Учитывая условие нд и выажение (3), моЖем выражение (4) пееписать следующим образом RHI Кн2 (I -и -К Е вых.- VC Яф 5С пит Известно, что сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности воздействующего потока излучения по нелинейному закону и зта зависимость аппроксимируется с. достаточной точностью степенной функцией е/ф иф ф СО де ф - напряжение на фоторезисторе; Зф - ток, протекающий через фоторезистор;Ф - интенсивность потока излучения;Т и показатели степенных функций, аппроксимирующих вольтамперную и световую характеристику фоторезистора соответственно;С - -постоянная. ак как для большинства фоторезисоров , работающих в нормальном ре- име, , то выражение (б) запиется так -с Тогда для сопротивлений фотопримников 2 и 5 на основе выражения (7) можем записать: и р, - показатели степени степенных функций,аппроксимирующих световые характеристики фотоприемников 2 и 5 соответствен но. Подставляя выражение (8) в выраение (5), получим - 6ЫХ v.. v.-v Отсюда видно, что выходное напряение UB, устройства является стеенной функцией со степенью (o6+/i) нтенсивности потока излучения. Еси учитывать, что для промышленных оторезисторов, как правило, покаатели степени oi и (Ъ меньше или авны единице, то ot + р 2. Это означает, что с помощью стройства, имеющего два фотоприем- ика можно получить степенные функции до второй степени, т.е. .квадра